Die
vorliegende Erfindung betrifft eine ausfallsichere Steuervorrichtung
für Verbrennungsmotoren
gemäß dem Oberbegriff
des Patentanspruches 1 sowie ein ausfallsicheres Steuerverfahren
für Verbrennungsmotoren
gemäß dem Oberbegriff
des Patentanspruches 10. Insbesondere betrifft die Erfindung eine
ausfallsichere Steuertechnik für
den Fall, dass bei einem Verbrennungsmotor mit mehreren Mechanismen
für verstellbare
Ventileigenschaften, die verschiedene Betriebseigenschaften eines
Einlassventils verstellen, einer der Mechanismen für verstellbare
Ventileigenschaften ausgefallen ist.The
The present invention relates to a fail-safe control device
for internal combustion engines
according to the generic term
of claim 1 and a fail-safe control method
for internal combustion engines
according to the generic term
of claim 10. In particular, the invention relates to a
Fail-safe control technology for
the case that with an internal combustion engine with multiple mechanisms
for adjustable
Valve characteristics, the various operating characteristics of a
Adjust intake valve, one of the mechanisms for adjustable
Valve properties has failed.
Aus JP 2001-65321-A ist
eine Technik bekannt, in der ein erster Mechanismus für eine verstellbare
Ventileigenschaft (Mechanismus für
verstellbare Ventileinstellung), der die Ventileinstellung (die
Ventil-Öffnungs-
und Schließeinstellung)
eines Einlassventils verstellt, und ein zweiter Mechanismus für eine verstellbare
Ventileigenschaft (Mechanismus für verstellbaren
Ventilhub), der ständig
eine Hubhöhe des
Einlassventils verstellt, vorgesehen sind.Out JP 2001-65321-A A technique is known in which a first variable valve feature mechanism (adjustable valve timing mechanism) which adjusts valve timing (valve open and close setting) of an intake valve and a second variable valve feature mechanism (variable valve lift mechanism) ), which constantly adjusts a lift height of the intake valve, are provided.
Falls
in dieser Technik einer der Mechanismen für verstellbare Ventileigenschaften
ausgefallen ist, werden die Betriebseigenschaften des Einlassventils
in einem Bereich, in dem der Kolben nicht gestört wird, ausfallsicher durch
den anderen, normalen Mechanismus für eine verstellbare Ventileigenschaft verstellt,
wodurch ein ausfallsicherer Lauf ermöglicht wird, während der
Bruch des Motors wegen Kolbenstörung
verhindert wird.If
in this technique one of the mechanisms for adjustable valve characteristics
has failed, the operating characteristics of the intake valve
fail-safe in an area where the piston is not disturbed
adjusted the other, normal mechanism for an adjustable valve feature,
whereby a fail-safe run is made possible during the
Breakage of the engine due to piston failure
is prevented.
Allerdings
wird ein Überlappungsbetrag
des Einlassventils mit einem Auslassventil größer, so dass eine Menge des
verbleibenden verbrannten Gases (die so genannte interne EGR-Menge)
erhöht wird,
falls die Einlassventil-Öffnungssteuerung
(IVO) zu weit vorgestellt wird, wenn der nor male Mechanismus für eine verstellbare
Ventileigenschaft im Bereich der Nichtstörung mit dem Kolben ausfallsicher gesteuert
wird. Somit kann die Verbrennungsstabilität nicht sichergestellt werden,
was zu einer weiteren Verschlechterung der Fahreigenschaften führt.Indeed
becomes an overlap amount
of the intake valve with an exhaust valve larger, so that a lot of the
remaining burned gas (the so-called internal EGR amount)
is increased,
if the intake valve opening control
(IVO) is presented too far, if the normal mechanism for an adjustable
Valve characteristic in the field of non-interference with the piston failsafe controlled
becomes. Thus, the combustion stability can not be ensured
which leads to a further deterioration of the driving characteristics.
Dagegen
erhöht
sich eine Motorölmenge,
die in einen Zylinder angesaugt und wegen des Anstiegs des Zylinderunterdrucks
verbraucht wird, so dass es zu einem Ölverlust des Motors und folglich
zur Beschädigung
des Motors kommt, falls eine Öffnungseinstellung
des Einlassventils zur Zeit einer Verzögerung zu stark nachgestellt
wird.On the other hand
elevated
an amount of engine oil,
sucked into a cylinder and because of the increase in cylinder vacuum
is consumed, causing it to oil loss of the engine and consequently
to damage
the engine comes, if an opening adjustment
the intake valve at the time of a delay too much adjusted
becomes.
Aus
der DE 100 80 467
T1 ist eine ausfallsichere Steuervorrichtung für Verbrennungsmotoren gemäß dem Oberbegriff
des Anspruchs 1 sowie ein ausfallsicheres Steuerverfahren für Verbrennungsmotoren
gemäß dem Oberbegriff
des Anspruchs 10 bekannt.From the DE 100 80 467 T1 a failsafe control device for internal combustion engines according to the preamble of claim 1 and a failsafe control method for internal combustion engines according to the preamble of claim 10 is known.
Es
ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine ausfallsichere Steuervorrichtung
und ein ausfallsicheres Steuerverfahren für Verbrennungsmotoren anzugeben,
damit beim Ausfall eines der Mechanismen für verstellbare Ventileigenschaften
ein anderer, normal arbeitender Mechanismus für verstellbare Ventileigenschaften
geeignet gesteuert wird, um eine Verschlechterung der Fahreigenschaften
zu unterdrücken
und einen Ölverlust
minimal zu halten, während
eine Kolbenstörung
verhindert wird.It
Object of the present invention, a fail-safe control device
and to provide a failsafe control method for internal combustion engines,
so that in case of failure of one of the mechanisms for adjustable valve properties
another normal working mechanism for adjustable valve features
is suitably controlled to a deterioration of driving characteristics
to suppress
and a loss of oil
to keep minimal while
a piston failure
is prevented.
Erfindungsgemäß gelöst wird
diese Aufgabe durch eine ausfallsichere Steuervorrichtung für Verbrennungsmotoren
mit der Merkmalskombination des unabhängigen Patentanspruchs 1.Is solved according to the invention
this task by a fail-safe control device for internal combustion engines
with the combination of features of independent claim 1.
Ferner
wird diese Aufgabe erfindungsgemäß gelöst durch
ein ausfallsicheres Steuerverfahren für Verbrennungsmotoren mit der
Merkmalskombination des unabhängigen
Patentanspruchs 10.Further
this object is achieved by
a fail-safe control method for internal combustion engines with the
Feature combination of the independent
Patent claim 10.
Weiterbildungen
der Erfindung sind in den abhängigen
Ansprüchen
angegeben.further developments
of the invention are in the dependent
claims
specified.
Wenn
erfasst wird, dass der Mechanismus für eine verstellbare Ventileigenschaft,
der eine der Betriebseigenschaften verstellt, ausgefallen ist, wird zu
der Zeit, wenn die andere Betriebseigenschaft durch den normal arbeitenden
Mechanismus für
eine verstellbare Ventileigenschaft verstellt wird, ein Grenzwert
eingestellt, der vorgegebene Bedingungen für eine Änderung der Öffnungseinstellung
des Einlassventils erfüllen
kann, und die Betriebseigenschaften des Einlassventils werden durch
den normal arbeitenden Mechanismus für eine verstellbare Ventileigenschaft
gesteuert, während
die Öffnungseinstellung
des Einlassventils durch den Grenzwert begrenzt wird.If
it is detected that the mechanism for an adjustable valve feature,
which one of the operating characteristics adjusted, failed, becomes
the time when the other operating characteristic by the normally working
Mechanism for
an adjustable valve feature is adjusted, a limit
set, the predetermined conditions for changing the opening setting
meet the inlet valve
can, and the operating characteristics of the intake valve are through
the normally working mechanism for an adjustable valve feature
controlled while
the opening adjustment
of the inlet valve is limited by the limit.
Weitere
Merkmale und Vorteile der Erfindung werden deutlich beim Lesen der
folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen, die auf die Zeichnung
Bezug nimmt; es zeigen:Further
Features and advantages of the invention will become apparent upon reading the
following description of preferred embodiments, referring to the drawing
Refers; show it:
1 ein
Diagramm einer Systemkonstruktion einer ausfallsicheren Steuervorrichtung
für einen Verbrennungsmotor
mit Mechanismen für
verstellbare Ventileigenschaften in einer Ausführungsform; 1 a diagram of a system construction of a fail-safe control device for an internal combustion engine with mechanisms for adjustable valve characteristics in one embodiment;
2 eine
Querschnittsansicht eines Mechanismus für eine verstellbare Ventileigenschaft
in der Ausführungsform
(Querschnittsansicht A-A in 3); 2 a cross-sectional view of a mechanism for an adjustable valve characteristic in the embodiment (cross-sectional view AA in 3 );
3 einen
seitlichen Aufriss des Mechanismus für eine verstellbare Ventileigenschaft; 3 a side elevation of the mechanism for an adjustable valve characteristic;
4 eine
Draufsicht des Mechanismus für eine
verstellbare Ventileigenschaft; 4 a top view of the mechanism for an adjustable valve feature;
5 eine
perspektivische Ansicht eines Exzenternockens zur Verwendung in
dem Mechanismus für
eine verstellbare Ventileigenschaft; 5 a perspective view of an eccentric cam for use in the mechanism for an adjustable valve characteristic;
6 eine
Querschnittsansicht einer Operation des Mechanismus für eine verstellbare
Ventileigenschaft in einem Zustand mit niedrigem Hub (Querschnittsansicht
B-B in 3). 6 4 is a cross-sectional view of an operation of the variable valve feature mechanism in a low lift state (cross sectional view BB in FIG 3 ).
7 eine
Querschnittsansicht einer Operation des Mechanismus für eine verstellbare
Ventileigenschaft in einem Zustand mit hohem Hub (Querschnittsansicht
B-B aus 3). 7 a cross-sectional view of an operation of the mechanism for an adjustable valve characteristic in a high-lift state (cross-sectional view BB 3 ).
8 eine
Ventilhubkennlinie, die einer unteren Stirnfläche und einer Nockenoberfläche eines Schwingnockens
in dem Mechanismus für
eine verstellbare Ventileigenschaft entspricht; 8th a valve lift characteristic corresponding to a lower end face and a cam surface of a swing cam in the variable valve feature mechanism;
9 ein
Kennlinienfeld der Ventileinstellung und des Ventilhubs des Mechanismus
für eine verstellbare
Ventileigenschaft; 9 a map of valve timing and valve lift of the variable valve feature mechanism;
10 eine
perspektivische Ansicht eines Drehantriebsmechanismus einer Steuerwelle
in dem Mechanismus für
eine verstellbare Ventileigenschaft; 10 a perspective view of a rotary drive mechanism of a control shaft in the mechanism for an adjustable valve characteristic;
11 einen
Blockschaltplan der Einlassventilsteuerung in der Ausführungsform; 11 a block diagram of the intake valve control in the embodiment;
12 ein
Diagramm der Einlassventilsteuerung durch einen Mechanismus für verstellbaren Ventilhub
während
der Zeit, in der der Mechanismus der verstellbaren Ventileinstellung
ausgefallen ist, in der Ausführungsform;
und 12 a diagram of the intake valve control by an adjustable valve lift mechanism during the time in which the mechanism of the adjustable valve timing has failed, in the embodiment; and
13 ein
Diagramm der Einlassventilsteuerung durch den Mechanismus der verstellbaren Ventileinstellung
zu der Zeit, wenn der Mechanismus für verstellbaren Ventilhub ausgefallen
ist, in der Ausführungsform. 13 FIG. 14 is a diagram of the intake valve control by the variable valve timing mechanism at the time when the variable valve lift mechanism has failed in the embodiment.
In
einem Einlassrohr 102 eines Verbrennungsmotors 101 ist
eine elektronisch gesteuerte Drosselklappe 104 angeordnet,
die durch einen Drosselklappenmotor 103a ein Drosselventil 103b antreibt,
so dass es sich öffnet
und schließt,
wobei über
die elektronisch gesteuerte Drosselklappe 104 und ein Einlassventil 105 Luft
in eine Verbrennungskammer 106 angesaugt wird.In an inlet pipe 102 an internal combustion engine 101 is an electronically controlled throttle 104 arranged by a throttle motor 103a a throttle valve 103b drives so that it opens and closes, using the electronically controlled throttle 104 and an inlet valve 105 Air in a combustion chamber 106 is sucked.
Ein über ein
Auslassventil 107 aus der Verbrennungskammer 106 ausgestoßenes verbranntes Abgas
wird durch einen vorderen Katalysator 108 und durch einen
hinteren Katalysator 109 gereinigt und daraufhin an die
Atmosphäre
abgegeben.A via an exhaust valve 107 from the combustion chamber 106 Exhausted burnt exhaust gas is passed through a front catalyst 108 and through a rear catalyst 109 cleaned and then released to the atmosphere.
Das
Auslassventil 107 wird durch einen Nocken 111 angetrieben,
der axial durch eine Nockenwelle 110 auf der Auslassseite
gehalten wird, so dass es sich bei einer festen Ventilhubhöhe und einem
festen Ventilarbeitswinkel (Kurbelwellenwinkel vom Öffnen bis
zum Schließen) öffnet und
schließt.
Eine Ventilhubhöhe
und ein Arbeitswinkel des Einlassventils 105 werden durch
einen Mechanismus 112 für
verstellbaren Ventilhub ständig
verstellt. Es wird angemerkt, dass die Ventilhubhöhe und der
Arbeitswinkel gleichzeitig verstellt werden, so dass, wenn eine
Eigenschaft unter der Ventilhubhöhe
und dem Arbeitswinkel bestimmt ist, die jeweils andere Eigenschaft ebenfalls
bestimmt ist.The outlet valve 107 is through a cam 111 driven by a camshaft axially 110 is held on the exhaust side so that it opens and closes at a fixed valve lift height and a fixed valve operating angle (crankshaft angle from opening to closing). A valve lift height and an operating angle of the intake valve 105 be through a mechanism 112 constantly adjusted for adjustable valve lift. It is noted that the valve lift height and the working angle are adjusted simultaneously so that when one property is determined below the valve lift height and the working angle, the other characteristic is also determined.
Auf
der Einlassseite sind an beiden Endabschnitten der Einlassventil-Nockenwelle
ein Mechanismus 201 für
verstellbare Ventileinstellung, der von einem Mechanismus gebildet
wird, der eine Drehungsphasendifferenz zwischen einer Kurbelwelle und
einer Nockenwelle auf der Einlassseite ständig und verstellbar steuert,
um die Ventileinstellung (Ventil-Öffnungs- und Schließeinstellung)
des Einlassventils 105 vorzustellen oder nachzustellen,
und ein Nockenwinkelsensor 202 auf der Einlassseite, der
eine Drehstellung der Nockenwelle auf der Einlassseite erfasst,
angeordnet. Wie oben beschrieben wurde, sind der Mechanismus 112 für verstellbaren
Ventilhub und der Mechanismus 201 für verstellbare Ventileinstellung
als mehrere Mechanismen für
verstellbare Ventileigenschaften vorgesehen, die jeweils die Hubhöhe (den
Arbeitswinkel) und die Ventileinstellung verstellen, die verschiedene
Betriebseigenschaften des Einlassventils 105 sind.On the intake side, at both end portions of the intake valve camshaft are a mechanism 201 variable valve timing control constituted by a mechanism that constantly and adjustably controls a rotational phase difference between a crankshaft and a camshaft on the intake side to adjust the valve timing (valve opening and closing setting) of the intake valve 105 to imagine or adjust, and a cam angle sensor 202 on the inlet side, which detects a rotational position of the camshaft on the inlet side arranged. As described above, the mechanism is 112 for adjustable valve lift and the mechanism 201 for adjustable valve timing provided as several mechanisms for adjustable valve characteristics, each adjusting the lift height (the working angle) and the valve setting, the different operating characteristics of the intake valve 105 are.
Eine
Steuereinheit 114, die einen Mikroprozessor enthält, steuert
die elektronisch gesteuerte Drosselklappe 104, den Mechanismus 112 für verstellbaren
Ventilhub und den Mechanismus 201 für verstellbare Ventileinstellung
gemäß einem
Fahrpedalniederdrückungsgrad,
der durch einen Fahrpedalniederdrückungssensor APS 116 und
dergleichen erfasst wird, so dass anhand einer Öffnung des Drosselventils 103b und
einer Öffnungseigenschaft
des Einlassventils 105 ein Sollansaugluftbetrag erhalten werden
kann, der einem Fahrpedalniederdrückungsgrad ACC entspricht.A control unit 114 , which contains a microprocessor, controls the electronically controlled throttle 104 , the mechanism 112 for adjustable valve lift and the mechanism 201 for adjustable valve timing according to an accelerator pedal depression degree generated by an accelerator pedal depression sensor APS 116 and the like is detected, so that by means of an opening of the throttle valve 103b and an opening property of the intake valve 105 a target intake air amount may be obtained that corresponds to an accelerator opening degree ACC.
Die
Steuereinheit 114 empfängt
außer
von dem Fahrpedalniederdrückungsgradsensor
APS 116, von einem (später
zu beschreibenden) Drehwinkelsensor 127 und von einem Nockenwellenwinkelsensor 202 auf
der Einlassseite verschiedene Erfassungssignale von einem Luftdurchflussmengenmesser 115,
der einen Ansaugluftbetrag Q des Motors 141 erfasst, von
einem Kurbelwinkelsensor 117, der der Kurbel welle ein Drehsignal
entnimmt, von einem Drosselklappensensor 118, der eine Öffnung TVO des
Drosselklappenventils 103b erfasst, von einem Wassertemperatursensor 119,
der eine Kühlwassertemperatur
Tw des Motors 101 erfasst, und dergleichen.The control unit 114 receives except the accelerator opening degree sensor APS 116 from a rotation angle sensor (to be described later) 127 and from a camshaft angle sensor 202 on the inlet side different detection signals from an air flow meter 115 , the amount of intake air Q of the engine 141 detected by a crank angle sensor 117 , which takes the crankshaft a rotation signal, from a throttle sensor 118 , the one opening TVO of the throttle valve 103b detected by a water temperature sensor 119 that has a cooling water temperature Tw of the engine 101 recorded, and the like chen.
Ferner
ist an einer Einlassöffnung 130 auf der
Einlassseite des Einlassventils 105 jedes Zylinders ein
elektromagnetisches Kraftstoffeinspritzventil 131 angeordnet.
Das Kraftstoffeinspritzventil 131 spritzt Kraftstoff, der
mit einem vorgegebenen Druck beaufschlagt ist, in das Einlassventil 105 ein,
wenn es durch ein Einspritzimpulssignal von der Steuereinheit 114 angetrieben
wird, so dass es sich öffnet.Further, at an inlet opening 130 on the inlet side of the inlet valve 105 Each cylinder is an electromagnetic fuel injection valve 131 arranged. The fuel injector 131 Fuel, which is subjected to a predetermined pressure, injects into the intake valve 105 when it is due to an injection pulse signal from the control unit 114 is driven so that it opens.
Die 2 bis 4 zeigen
ausführlich
die Konstruktion des Mechanismus 112 für verstellbaren Ventilhub.The 2 to 4 show in detail the construction of the mechanism 112 for adjustable valve lift.
Der
in den 2 bis 4 gezeigte Mechanismus 112 für verstellbaren
Ventilhub enthält
zwei Einlassventile 105, 105, eine hohle Nockenwelle
(Antriebswelle) 13, die drehbar durch ein Nockenlager 14 eines
Zylinderkopfs 11 gehalten ist, zwei Exzenternocken (Antriebsnocken) 15, 15,
die durch die Nockenwelle 13 axial gehalten sind, eine
Steuerwelle 16, die durch das Nockenlager 14 drehbar
gehalten ist und an einem oberen Abschnitt der Nockenwelle 13 parallel
angeordnet ist, zwei Kipphebel 18, 18, die über einen
Steuernocken 17 schwingfähig durch die Steuerwelle 16 gehalten
sind, und zwei unabhängige Schwingnocken 20, 20,
die über
die Ventilstößel 19, 19 jeweils
an den oberen Endabschnitten der Einlassventile 105, 105 angeordnet
sind.The in the 2 to 4 shown mechanism 112 for adjustable valve lift includes two intake valves 105 . 105 , a hollow camshaft (drive shaft) 13 rotatable by a cam bearing 14 a cylinder head 11 is held, two eccentric cams (drive cams) 15 . 15 passing through the camshaft 13 held axially, a control shaft 16 passing through the cam bearing 14 is rotatably supported and at an upper portion of the camshaft 13 is arranged in parallel, two rocker arms 18 . 18 that have a control cam 17 oscillatable by the control shaft 16 are held, and two independent swing cams 20 . 20 that over the valve lifters 19 . 19 respectively at the upper end portions of the intake valves 105 . 105 are arranged.
Die
Exzenternocken 15, 15 sind jeweils über die
Verbindungshebel 25, 25 mit den Kipphebeln 18, 18 verbunden.
Die Kipphebel 18, 18 sind über die Verbindungselemente 26, 26 mit
den Schwingnocken 20, 20 verbunden.The eccentric cams 15 . 15 are each about the connection lever 25 . 25 with the rocker arms 18 . 18 connected. The rocker arms 18 . 18 are about the fasteners 26 . 26 with the swing cams 20 . 20 connected.
Die
Kipphebel 18, 18, die Verbindungshebel 25, 25 und
die Verbindungselemente 26, 26 bilden einen Übertragungsmechanismus.The rocker arms 18 . 18 , the connecting lever 25 . 25 and the connecting elements 26 . 26 form a transmission mechanism.
Wie
in 5 gezeigt ist, ist jeder Exzenternocken 15 im
Wesentlichen ringförmig
ausgebildet, wobei er einen Nockenkörper 15a mit kleinem Durchmesser
und einen einteilig an einer Außenoberfläche des
Nockenkörpers 15a ausgebildeten Flanschabschnitt 15b enthält. Durch
das Innere des Exzenternockens 15 ist in axialer Richtung
eine Einführungsbohrung 15c ausgebildet,
wobei eine Mittelachse X des Nockenkörpers 15a um einen
vorgegebenen Betrag gegenüber
einer Mittelachse Y der Nockenwelle 13 versetzt ist.As in 5 shown is every eccentric cam 15 essentially annular, wherein it has a cam body 15a with a small diameter and one piece on an outer surface of the cam body 15a formed flange section 15b contains. Through the interior of the eccentric cam 15 is an insertion hole in the axial direction 15c formed, wherein a central axis X of the cam body 15a by a predetermined amount relative to a central axis Y of the camshaft 13 is offset.
Die
Exzenternocken 15, 15 sind jeweils über die
Nockenwelleneinführungsbohrungen 15c an
den Außenseiten
der Ventilstößel 19, 19 auf
die Nockenwelle 13 gepresst und an ihr befestigt, so dass
sie die Ventilstößel 19, 19 nicht
stören.
Außerdem
sind die äußeren Umfangsoberflächen 15d, 15d des
Nockenkörpers 15a in
demselben Nockenprofil ausgebildet.The eccentric cams 15 . 15 are each about the camshaft insertion holes 15c on the outsides of the valve lifters 19 . 19 on the camshaft 13 pressed and attached to it, so that they are the valve lifters 19 . 19 do not bother. In addition, the outer peripheral surfaces 15d . 15d of the cam body 15a formed in the same cam profile.
Wie
in 4 gezeigt ist, ist jeder Kipphebel 18 im
Wesentlichen kurbelförmig
gebogen und ausgebildet und ein mittiger Grundabschnitt 18a davon drehbar
durch den Steuernocken 17 gehalten.As in 4 is shown, is each rocker arm 18 bent and formed substantially crank-shaped and a central base portion 18a thereof rotatable by the control cam 17 held.
Durch
einen Endabschnitt 18b, der in der Weise ausgebildet ist,
dass er von einem äußeren Endabschnitt
des Grundabschnitts 18a vorsteht, ist eine Stiftbohrung 18d ausgebildet.
In die Stiftbohrung 18d ist ein Stift 21 gepresst,
so dass er mit einem Kopfabschnitt des Verbindungshebels 25 zu
verbinden ist. Durch den anderen Endab schnitt 18c, der
in der Weise ausgebildet ist, dass er von einem inneren Endabschnitt
des Grundabschnitts 18a vorsteht, ist eine Stiftbohrung 18e ausgebildet.
In die Stiftbohrung 18e ist ein Stift 28 gepresst,
so dass er mit einem (später
zu beschreibenden) Endabschnitt 26a jedes Verbindungselements 26 zu
verbinden ist.Through an end section 18b formed in such a manner as to be from an outer end portion of the base portion 18a protrudes, is a pin hole 18d educated. Into the pin hole 18d is a pen 21 pressed so that he with a head portion of the connecting lever 25 to connect. Through the other Endab section 18c formed to be from an inner end portion of the base portion 18a protrudes, is a pin hole 18e educated. Into the pin hole 18e is a pen 28 pressed so that he with a (to be described later) end section 26a each connecting element 26 to connect.
Der
Steuernocken 17 ist zylinderförmig ausgebildet und an einem
Umfang der Steuerwelle 16 befestigt. Wie in 2 gezeigt
ist, ist eine Lage der Mittelachse P1 der Steuernockenwelle 17 gegenüber einer
Lage der Mittelachse P2 der Steuerwelle 16 um α versetzt.The control cam 17 is cylindrical and formed on a circumference of the control shaft 16 attached. As in 2 is shown, is a position of the center axis P1 of the control camshaft 17 to a position of the center axis P2 of the control shaft 16 offset by α.
Wie
in den 2, 6 und 7 gezeigt ist,
ist der Schwingnocken 20 im Wesentlichen quer liegend U-förmig ausgebildet,
wobei durch einen im Wesentlichen ringförmigen Grundendabschnitt 22 eine
Haltebohrung 22a ausgebildet ist. In die Haltebohrung 22a ist
die Nockenwelle 13 eingeführt, so dass sie drehbar gehalten
ist. Außerdem
ist durch einen Endabschnitt 23, der an dem anderen Endabschnitt 18c des
Kipphebels 18 positioniert ist, eine Stiftbohrung 23a ausgebildet.As in the 2 . 6 and 7 is shown is the swing cam 20 formed substantially transversely lying U-shaped, with a substantially annular base end portion 22 a holding hole 22a is trained. In the retaining hole 22a is the camshaft 13 introduced so that it is rotatably held. It also has an end section 23 at the other end section 18c of the rocker arm 18 is positioned, a pin hole 23a educated.
Auf
einer unteren Oberfläche
des Schwingnockens 20 sind eine kreisförmige Grundoberfläche 24a an
der Seite des Grundendabschnitts 22 sowie eine Nockenoberfläche 24b,
die bogenförmig
von der kreisförmigen
Grundoberfläche 24a bis
zu einem Rand des Endabschnitts 23 verläuft, ausgebildet. Die kreisförmige Grundoberfläche 24a und
die Nockenoberfläche 24b sind
in Kontakt mit einer vorgegebenen Lage einer oberen Oberfläche jedes
Ventilstößels 19, die
einer Schwingstellung des Schwingnockens 20 entspricht.On a lower surface of the swinging cam 20 are a circular base surface 24a at the side of the basic end section 22 and a cam surface 24b that are arcuate from the circular base surface 24a up to an edge of the end section 23 runs, trained. The circular base surface 24a and the cam surface 24b are in contact with a predetermined position of an upper surface of each valve lifter 19 , the one swinging position of the swinging cam 20 equivalent.
Wie
in 2 gezeigt ist, ist damit gemäß einer wie in 8 gezeigten
Ventilhubkennlinie ein vorgegebener Win kelbereich θ1 der kreisförmigen Grundoberfläche 24a ein
Grundkreisintervall und ein Bereich vom Grundkreisintervall θ1 der Nockenoberfläche 24b bis
zu einem vorgegebenen Winkelbereich θ2 ein so genanntes Rampenintervall,
wobei ein Bereich vom Rampenintervall θ2 der Nockenoberfläche 24b bis
zu einem vorgegebenen Winkelbereich θ3 ein Hubintervall ist.As in 2 is shown, is thus according to a like in 8th shown Ventilhubkennlinie a predetermined Win kelbereich θ1 the circular base surface 24a a base circle interval and an area of the base circle interval θ1 of the cam surface 24b up to a predetermined angular range θ2, a so-called ramp interval, a range from the ramp interval θ2 of the cam surface 24b is a stroke interval up to a predetermined angular range θ3.
Der
Verbindungshebel 25 enthält einen ringförmigen Grundabschnitt 25a und
ein Vorsprungende 25b, das an einer vorgegebenen Stelle
einer Außenoberfläche des
Grundabschnitts 25a vorspringend ausgebildet ist. An einer
mittleren Stelle des Grundabschnitts 25a ist eine Passbohrung 25c ausgebildet,
die drehbar an die Außenoberfläche des Nockenwellenkörpers 15a des
Exzenternockens 15 angepasst ist. Außerdem ist durch das Vorsprungende 25b eine
Stiftbohrung 25d ausgebildet, in die der Stift 21 drehbar
eingeführt
ist.The connecting lever 25 contains an annular base section 25a and a projection end 25b at a predetermined location of an outer surface of the base portion 25a is formed protruding. At a middle point of the basic section 25a is a fitting hole 25c formed rotatably on the outer surface of the camshaft body 15a of the eccentric cam 15 is adjusted. In addition, by the projection end 25b a pin hole 25d trained, in which the pin 21 is rotatably inserted.
Das
Verbindungselement 26 ist in linearer Gestalt mit vorgegebener
Länge ausgebildet,
wobei durch die beiden kreisförmigen
Endabschnitte 26a, 26b die Stifteinführungsbohrungen 26c, 26d ausgebildet
sind. Die Endabschnitte der Stifte 28, 29, die
in die Stiftbohrung 18d des anderen Endabschnitts 18c des
Kipphebels 18 bzw. in die Stiftbohrung 23a des Endabschnitts 23 des
Schwingnockens 20 gepresst sind, sind drehbar in die Stifteinführungsbohrungen 26c, 26d eingeführt.The connecting element 26 is formed in a linear shape with a predetermined length, wherein through the two circular end portions 26a . 26b the pin insertion holes 26c . 26d are formed. The end sections of the pins 28 . 29 in the pin hole 18d of the other end section 18c of the rocker arm 18 or in the pin hole 23a of the end section 23 the swinging cam 20 are pressed, are rotatable in the pin insertion holes 26c . 26d introduced.
An
den jeweiligen Endabschnitten der Stifte 21, 28, 29 sind
Sprengringe 30, 31, 32 angeordnet, die
die axiale Versetzung des Verbindungshebels 25 und des
Verbindungselements 26 einschränken.At the respective end portions of the pins 21 . 28 . 29 are snap rings 30 . 31 . 32 arranged, which is the axial displacement of the connecting lever 25 and the connecting element 26 limit.
Wie
in 6 und 7 gezeigt ist, wird in einem
solchen Aufbau je nach einer Lagebeziehung zwischen der Mit telachse
P2 der Steuerwelle 16 und der Mittelachse P1 des Steuernockens 17 die
Ventilhubhöhe
verstellt, wobei dadurch, dass die Steuerwelle 16 angetrieben
wird, so dass sie sich dreht, die Lage der Mittelachse P2 der Steuerwelle 16 in
Bezug auf die Mittelachse P1 der Steuernockenwelle 17 geändert wird.As in 6 and 7 is shown in such a structure depending on a positional relationship between the telachse with the control shaft P2 16 and the center axis P1 of the control cam 17 adjusted the valve lift, whereby the fact that the control shaft 16 is driven so that it rotates, the position of the center axis P2 of the control shaft 16 with respect to the center axis P1 of the control camshaft 17 will be changed.
Wie
in 10 gezeigt ist, wird die Steuerwelle 16 durch
einen Gleichstromstellmotor (einen Stellantrieb) 121 angetrieben,
so dass sie sich in einem vorgegebenen Drehwinkelbereich dreht.
Durch Verstellen eines Drehwinkels der Steuerwelle 16 durch den
Stellantrieb 121 werden die Ventilhubhöhe und der Ventilöffnungswinkel
jedes der Einlassventile 105, 105 stufenlos verstellt
(siehe 9).As in 10 is shown, the control shaft 16 by a DC actuator (an actuator) 121 driven so that it rotates in a predetermined rotation angle range. By adjusting a rotation angle of the control shaft 16 through the actuator 121 becomes the valve lift amount and the valve opening angle of each of the intake valves 105 . 105 infinitely adjusted (see 9 ).
Der
Gleichstromstellmotor 121 in 10 ist in
der Weise angeordnet, dass seine Drehwelle parallel zu der Steuerwelle 16 ist,
wobei durch den Kopfabschnitt der Drehwelle ein Kegelrad 122 axial
gehalten ist.The DC actuator motor 121 in 10 is arranged in such a way that its rotating shaft is parallel to the control shaft 16 is, wherein by the head portion of the rotary shaft, a bevel gear 122 is held axially.
Andererseits
sind am Kopfende der Steuerwelle 16 zwei Streben 123a, 123b befestigt.
Um eine zu der Steuerwelle 16 parallele Achse, die die
Kopfabschnitte der zwei Streben 123a, 123b verbindet,
ist schwenkbar eine Mutter 124 gehalten.On the other hand, at the head of the control shaft 16 two aspirations 123a . 123b attached. To one to the control shaft 16 parallel axis, which is the head sections of the two struts 123a . 123b is pivotally a mother 124 held.
Am
Kopfende eines Gewindestabs 125, der mit der Mutter 124 in
Eingriff ist, ist axial ein Kegelrad 126 gehalten, das
mit dem Kegelrad 122 in Eingriff ist. Der Gewindestab 125 wird
durch die Drehung des Gleichstromstellmotors 121 gedreht,
wobei die Lage der Mutter 124, die mit dem Gewindestab 125 in
Eingriff ist, in axialer Richtung des Gewindestabs 125 verschoben
wird, so dass die Steuerwelle 16 gedreht wird.At the head of a threaded rod 125 who with the mother 124 is engaged axially is a bevel gear 126 kept that with the bevel gear 122 is engaged. The threaded rod 125 is due to the rotation of the DC servo motor 121 rotated, with the location of the mother 124 that with the threaded rod 125 is engaged, in the axial direction of the threaded rod 125 is shifted so that the control shaft 16 is turned.
Die
Ventilhubhöhe
wird hier verringert, während
sich die Lage der Mutter 124 dem Kegelrad 126 annähert, während die
Ventilhubhöhe
erhöht
wird, während
sich die Lage der Mutter 124 von dem Kegelrad 126 entfernt.The valve lift height is reduced here while the position of the nut 124 the bevel gear 126 approaches, while the valve lift is increased, while the position of the mother 124 from the bevel gear 126 away.
Wie
in 10 gezeigt ist, ist ferner am Kopfende der Steuerwelle 16 ein
Potentiometer-Drehwinkelsensor 127 angeordnet, der den
Drehwinkel der Steuerwelle 16 erfasst. Die Rückkopplung
der Steuereinheit 114 steuert den Gleichstromstellmotor 121, so
dass ein durch den Drehwinkelsensor 127 erfasster tatsächlicher
Drehwinkel mit dem Solldrehwinkel zusammenfällt. Da die Hubhöhe und der
Arbeitswinkel hier durch eine Drehwinkelsteuerung der Steuerwelle 16 gleichzeitig
verstellt werden, erfasst der Drehwinkelsensor 127 den
Arbeitswinkel und gleichzeitig die Hubhöhe.As in 10 is also shown at the head of the control shaft 16 a potentiometer rotation angle sensor 127 arranged, the rotation angle of the control shaft 16 detected. The feedback of the control unit 114 controls the DC servo motor 121 so that one through the rotation angle sensor 127 detected actual rotation angle coincides with the target rotation angle. Since the lifting height and the working angle here by a rotation angle control of the control shaft 16 be adjusted simultaneously detects the rotation angle sensor 127 the working angle and at the same time the lifting height.
Durch
diese Mechanismen für
verstellbare Ventileigenschaften werden die Betriebseigenschaften
des Einlassventils 105 verstellt, um eine Einlassmenge
zu steuern. Wenn in der Erfindung entweder der Mechanismus 112 für verstellbaren
Ventilhub oder der Mechanismus 201 für verstellbare Ventileinstellung,
die zwei Arten von Mechanismen für
verstellbare Ventileigenschaften sind, ausgefallen ist, wird das
Einlassventil 105 durch den anderen, normalen Mechanismus
für eine
verstellbare Ventileigenschaft ausfallsicher gesteuert, wodurch
die Störung
zwischen dem Einlassventil 105 und einem Kolben, die Verschlechterung
der Verbrennungsstabilität wegen
der Erhöhung
der Menge des verbleibenden verbrannten Gases und ein Motorölverlust
wegen einer Zunahme des Zylinderunterdrucks verhindert werden, um
den ausfallsicheren Lauf zu ermöglichen und
eine Beschädigung
des Motors zu verhindern.These adjustable valve feature mechanisms increase the operating characteristics of the intake valve 105 adjusted to control an intake quantity. If in the invention either the mechanism 112 for adjustable valve lift or the mechanism 201 For adjustable valve timing, which are two types of variable valve mechanism mechanisms, the inlet valve will fail 105 controlled fail-safe by the other, normal mechanism for an adjustable valve characteristic, eliminating the interference between the inlet valve 105 and a piston, the deterioration of the combustion stability due to the increase in the amount of remaining burned gas and engine oil loss due to an increase in the cylinder negative pressure can be prevented to allow the fail-safe running and to prevent damage to the engine.
In Übereinstimmung
mit einem Blockschaltplan aus 11 wird
eine Steuerung des Einlassventils 105 durch die Steuereinheit 114 beschrieben.In accordance with a block diagram from 11 becomes a control of the intake valve 105 through the control unit 114 described.
Im
Block B1 wird anhand des Fahrpedalniederdrückungsgrads ACC, der durch
den Fahrpedalniederdrückungssensor 116 erfasst
wird, und einer Motordrehzahl Ne, die durch den Kurbelwinkelsensor 117 erfasst
wird, die gesteuerte Grundvariable (der Drehwinkel der Steuerwelle 16)
TGVEL0 des Mechanismus 112 für verstellbaren Ventilhub,
die einem Sollarbeitswinkel des Einlassventils 105 entspricht, bei
dem ein Solldrehmoment erhalten werden kann, eingestellt und an
den Block B2 ausgegeben.In block B1, based on the accelerator opening degree ACC, the accelerator pedal depression sensor 116 and an engine speed Ne detected by the crank angle sensor 117 is detected, the controlled basic variable (the rotation angle of the control shaft 16 ) TGVEL0 of the mechanism 112 for adjustable valve lift, which is a target working angle of the intake valve 105 corresponds to where a target torque can be obtained set and output to block B2.
Im
Block B3 wird anhand des Fahrpedalniederdrückungsgrads ACC und der Motordrehzahl
Ne die gesteuerte Grundvariable TGVTC0 des Mechanismus 201 für verstellbare
Ventileinstellung, die der Sollventileinstellung des Einlassventils 105 entspricht,
bei der das Solldrehmoment erhalten werden kann, eingestellt und
an den Block B4 ausgegeben.In block B3, based on the accelerator opening degree ACC and the engine speed Ne, the controlled basic variable TGVTC0 of the mechanism is determined 201 for adjustable valve timing, the target valve setting of the intake valve 105 corresponds, at which the target torque can be obtained, set and output to the block B4.
Im
Block B5 wird diagnostiziert, ob der Mechanismus 201 für verstellbare
Ventileinstellung ausgefallen (festgesetzt) ist, und ein Diagnoseergebnis (VTC-Ausfallbeurteilungsmerker)
an den Block B2 ausgegeben.In block B5 it is diagnosed if the mechanism 201 for adjustable valve timing has failed, and a diagnostic result (VTC failure judgment flag) is output to the block B2.
Falls
im Block B5 entschieden wird, dass der Mechanismus 201 für verstellbare
Ventileinstellung normal ist, wird die im Block B1 eingestellte
gesteuerte Grundvariable TGVEL0 des Mechanismus 112 für gesteuerten
Ventilhub im Block B2 so, wie sie ist, als sollgesteuerte Variable
TGVEL ausgegeben. Falls entschieden wird, dass der Mechanismus 201 für verstellbare
Ventileinstellung ausgefallen ist, wird als die sollgesteuerte Variable
TGVEL die in jedem Block eingestellte (unten beschriebene) ausfallsicher gesteuerte
Variable FSVEL des Mechanismus 112 für verstellbaren Ventilhub ausgegeben.If it is decided in block B5 that the mechanism 201 is normal for adjustable valve timing, the controlled basic variable TGVEL0 set in block B1 becomes the mechanism 112 for controlled valve lift in block B2 as it is, output as a set variable TGVEL. If it is decided that the mechanism 201 For adjustable valve timing, the set variable TGVEL set in each block (described below) will be the fail safe controlled variable FSVEL of the mechanism 112 output for adjustable valve lift.
Im
Block B6 wird diagnostiziert, ob ein Mechanismus 112 für verstellbaren
Ventilhub ausgefallen (festgesetzt) ist, und ein Diagnoseergebnis (VEL-Ausfallbeurteilungsmerker)
an den Block B4 ausgegeben.In block B6 it is diagnosed if a mechanism 112 for variable valve lift failed (set), and a diagnosis result (VEL failure judgment flag) is output to the block B4.
Falls
im Block B6 entschieden wird, dass der Mechanismus 112 für verstellbaren
Ventilhub normal ist, wird die im Block B3 eingestellte Sollventileinstellung
TGVTC0 des Mechanismus 201 für verstellbare Ventileinstellung
im Block B4 so, wie sie ist, als Sollventileinstellung TGVTC ausgegeben.
Falls entschieden wird, dass der Mechanismus 112 für verstellbaren
Ventilhub ausgefallen ist, wird als die sollgesteuerte Variable
TGVTC die in jedem Block eingestellte (später zu beschreibenden) ausfallsicher
gesteuerte Variable FSVTC des Mechanismus 201 für verstellbare
Ventileinstellung ausgegeben.If it is decided in block B6 that the mechanism 112 is normal for variable valve lift, the setpoint setting TGVTC0 set in block B3 will be the mechanism 201 for adjustable valve timing in block B4 as it is, issued as the target valve setting TGVTC. If it is decided that the mechanism 112 For the variable valve lift, as the target variable TGVTC, the fail safe controlled variable FSVTC of the mechanism (to be described later) is set in each block 201 output for adjustable valve setting.
Es
werden nun die Blöcke
zur Ausführung
einer ausfallsicheren Steuerung durch den normalen Mechanismus für eine verstellbare
Ventileigenschaft zur Zeit, wenn einer der Mechanismen für variable Ventileigenschaften
ausgefallen ist, beschrieben.It
now become the blocks
for execution
a fail-safe control by the normal mechanism for an adjustable
Valve characteristic at the time when one of the mechanisms for variable valve characteristics
has failed.
Die
Blöcke
B7 bis B13 dienen zur Einstellung der Öffnungseinstellung IVO des
Einlassventils 105, die üblicherweise für die Fälle eingestellt
wird, in denen einer der Mechanismen für verstellbare Ventileigenschaften
ausgefallen ist.The blocks B7 to B13 serve to adjust the opening setting IVO of the intake valve 105 which is usually set for cases where one of the adjustable valve feature mechanisms has failed.
Im
Block B7 wird ein Vorstellgrenzwert IVOLadv als ein Grenzwert beim
Vorstellen der Ventilöffnungseinstellung
IVO, bei dem die Menge des verbleibenden verbrannten Gases wegen
der Überlappung
des Einlassventils 105 mit dem Auslassventil 107 in
einem Normalzustand (Zeit keiner Verzögerung) auf einem Referenzwert
oder darunter gehal ten werden kann, eingestellt und an den Block
B13 ausgegeben. Genauer wird der Vorstellgrenzwert IVOLadv in der
Nähe des
oberen Totpunkts des Einlasses eingestellt (z. B., falls eine Kurbelwinkelstellung
des oberen Totpunkts des Einlasses = 360° ist, 380°, seitlich etwas nachgestellt
gegenüber
360°). Der
Vorstellgrenzwert IVOLadv wird auf der nachgestellten Seite eines
Vorstellgrenzwerts eingestellt, auf der die Störung zwischen dem Einlassventil 105 und
dem Kolben verhindert werden kann.In block B7, an advance limit value IVOLadv becomes a limit value in advancing the valve opening timing IVO, in which the amount of remaining burned gas due to the overlap of the intake valve 105 with the outlet valve 107 in a normal state (time of no deceleration) can be maintained at or below a reference value, and outputted to the block B13. More specifically, the advance limit value IVOLadv is set near the top dead center of the intake (for example, if a crank angle position of the top dead center of the intake is 360 degrees, 380 degrees laterally slightly reclined from 360 degrees). The advance limit value IVOLadv is set on the trailing side of an advance limit value at which the disturbance between the intake valve 105 and the piston can be prevented.
Im
Block B8 wird ein Nachstellgrenzwert IVOLrtd als ein Grenzwert beim
Nachstellen der Ventilöffnungseinstellung
IVO, bei dem der Zylinderunterdruck zur Bremszeit auf einem vorgegebenen
Wert oder darunter gehalten werden kann, eingestellt und an den
Block B13 ausgegeben. Der Nachstellgrenzwert IVOLrtd zur Zeit einer
Verzögerung
kann hier im Voraus anhand eines Experiments als Ventilöffnungseinstellung,
bei der der Zylinderunterdruck den vorgegebenen Wert nicht erreicht,
oder darüber
(z. B. als ein absoluter Druck von –866,5 hPa oder darunter),
eingestellt werden. Der Nachstellgrenzwert IVOLrtd wird auf der
nachgestellten Seite des Vorstellgrenzwerts eingestellt, auf der
die Störung
zwischen dem Einlassventil 105 und dem Kolben verhindert
werden kann. Es wird angemerkt, dass der Zylinderunterdruck, falls
der Arbeitswinkel und die Hubhöhe
nicht erhöht
werden können,
da die Mitte des tatsächlichen
Arbeitswinkels zur Ausfallzeit auf der Vorstellseite liegt, im Vergleich
zu dem Fall, in dem die Hubhöhe
groß ist,
wahrscheinlich erhöht
wird, so dass der Nachstellgrenzwert IVOLrtd auf der weiter nachgestellten
Seite eingestellt werden kann.In the block B8, an adjustment limit value IVOLrtd is set as a limit value for adjusting the valve opening timing IVO at which the cylinder negative pressure at the braking time can be maintained at or below a predetermined value, and outputted to the block B13. The retardation limit IVOLrtd at the time of deceleration may be set in advance by an experiment as a valve opening setting in which the cylinder negative pressure does not reach the predetermined value or more (for example, as an absolute pressure of -866.5 hPa or below) , Adjustment limit IVOLrtd is set on the trailing side of the advance limit, where the disturbance between the inlet valve 105 and the piston can be prevented. It is noted that the cylinder negative pressure, if the working angle and the lifting height can not be increased, since the center of the actual working angle to the downtime on the upstream side, is likely to be increased compared to the case where the lift height is large, so that the adjustment limit value IVOLrtd can be set on the further adjusted page.
Im
Block B10 wird eine Differenz zwischen einem derzeitigen Wert des
durch den Fahrpedalstellungssensor 116 erfassten Fahrpedalstellungswinkels
APS und einem vom Block B11 ausgegebenen vorangehenden Wert berechnet.
im Block B12 wird anhand dessen, ob die Differenz positiv oder negativ ist,
beurteilt, ob eine Verzögerung
vorliegt (wobei entschieden wird, dass eine Verzögerung vorliegt, falls der
derzeitige Wert – der
vorangehende Wert < 0
ist)In block B10, a difference between a current value of the accelerator pedal position sensor 116 calculated accelerator pedal position angle APS and a previous value output by the block B11 calculated. in block B12, whether the difference is positive or negative is judged as to whether there is a delay (it is decided that there is a delay if the current value is - the previous value <0)
Im
Block B13 wird zur Zeit keiner Verzögerung anhand eines Beurteilungsergebnisses
im Block B10 der auf den oberen Totpunkt des Einlasses eingestellte
Vorstellgrenzwert IVOLadv ausgegeben, während zur Zeit einer Verzögerung der
Nachstellgrenzwert IVOLrtd ausgegeben wird, der auf den Winkel eingestellt
ist, bei dem der Zylinderunterdruck den vorgegebenen Wert nicht
erreicht oder übersteigt.
Das heißt,
der Zylinderunterdruck wird zur Zeit keiner Verzögerung im Vergleich zur Zeit
einer Verzögerung
wahrscheinlich nicht erhöht,
wobei der Nachstellgrenzwert, bei dem der Zylinderunterdruck den vorgegebenen
Wert erreicht oder übersteigt,
auf der nachgestellten Seite des Vorstellgrenzwerts IVOLadv liegt,
auf der das verbleibende verbrannte Gas begrenzt ist. Somit wird
der Vorstellgrenzwert IVOLadv als ausfallsicher gesteuerte Variable
zur Ventilöffnungseinstellung
eingestellt, um durch Vorstellen der Ventilöffnungseinstellung auf den
Vorstellgrenzwert IVOLadv die Leistung sicherzustellen. Andererseits ist
zur Zeit einer Verzögerung
in dem Zustand mit niedriger Leistung oder ohne Leistung (Kraftstoff
abgestellt) nicht die Menge des verbleibenden verbrannten Gases,
sondern der Motorölverlust
ein Problem. Somit wird der Nachstellgrenzwert IVOLrtd in der Weise
ausgewählt,
dass die Ventilöffnungseinstellung
zur Zeit einer Verzögerung
auf den Nachstellgrenzwert IVOLrtd vorgestellt wird.In the block B13, at the time of no deceleration from a judgment result in the block B10, the preset limit value IVOLadv set to the top dead center of the inlet is output, while at the time of deceleration, the adjustment threshold value IVOLrtd set to the angle at which the cylinder negative pressure becomes the predetermined one Value not reached or over increases. That is, the cylinder vacuum is unlikely to increase at the time of any delay as compared to the time of deceleration, with the reset limit at which the cylinder vacuum reaches or exceeds the predetermined value being on the trailing side of the advance limit IVOLadv, on which the remaining burned gas is limited. Thus, the advance limit value IVOLadv is set as the fail-safe variable for valve opening adjustment to ensure the performance by introducing the valve opening setting to the advance limit IVOLadv. On the other hand, at the time of deceleration in the low power or no power (fuel cut off) state, it is not the amount of the remaining burned gas but the engine oil loss that is a problem. Thus, the reset limit IVOLrtd is selected so as to introduce the valve opening setting at the time of deceleration to the reset limit IVOLrtd.
Daraufhin
wird die Öffnungseinstellung
IVO des Einlassventils 105 zur Zeit, wenn einer der Mechanismen
für verstellbare
Ventileigenschaften ausgefallen ist, auf den Vorstellgrenzwert IVOLadv
oder auf den Nachstellgrenzwert IVOLrtd gesteuert, die auf die obige
Weise durch den anderen, normalen Mechanismus für eine verstellbare Ventileigenschaft eingestellt
worden sind.Then, the opening setting IVO of the intake valve becomes 105 at the time when one of the variable valve characteristic mechanisms has failed, is controlled to the advance limit value IVOLadv or to the reset limit value IVOLrtd set in the above manner by the other normal variable valve feature mechanism.
Zunächst werden
die Blöcke
zum Einstellen der ausfallsicher gesteuerten Variable des Mechanismus 112 für verstellbaren
Hub zur Zeit, wenn der Mechanismus 201 für verstellbare
Ventileinstellung ausgefallen ist, beschrieben.First, the blocks are used to set the fail-safe controlled variable of the mechanism 112 for adjustable stroke at the time when the mechanism 201 for adjustable valve adjustment has failed described.
Im
Block B14 wird die vom Block B15 ausgegebene vorgestellt gesteuerte
Variable VTCNOW von einer vom Block B15 ausgegeben Arbeitswinkelmitte
(die Kurbelwinkelstellung zwischen der Öffnungseinstellung und der
Schließeinstellung,
z. B. 470° im
Fall des oberen Einlasstotpunkts = 360°) VTC0 des Einlassventils 105,
das in einem Zustand, in dem der Betrieb des Mechanismus 201 für verstellbare
Ventileinstellung angehalten ist, am stärksten nachgestellt ist, subtrahiert
und eine tatsächliche
Arbeitswinkelmitte (Kurbelwinkelstellung) NGVTC des Einlassventils 105 im
Mechanismus 201 für
verstellbare Ventileinstellung berechnet, der wegen des Ausfalls
fest ist.In block B14, the imaginary variable VTCNOW output from block B15 is read from a working angle center (the crank angle position between the opening setting and the closing setting, eg, 470 ° in the case of the intake top dead center = 360 °) VTC0 of the intake valve 105 that in a state in which the operation of the mechanism 201 for adjustable valve timing is stopped, most adjusted, subtracted and an actual working angle center (crank angle position) NGVTC of the intake valve 105 in the mechanism 201 calculated for adjustable valve timing, which is fixed due to the failure.
Im
Block B16 wird die Kurbelwinkelstellung, die dem Vorstellgrenzwert
IVOLadv oder dem Nachstellgrenzwert IVOLrtd vom Block B13 entspricht,
von der tatsächlichen
Arbeitswinkelmitte NGVTC zu der Zeit, wenn der Mechanismus 201 für verstellbare Ventileinstellung
ausgefallen ist, subtrahiert.In block B16, the crank angle position corresponding to the advance limit value IVOLadv or the reset limit value IVOLrtd from the block B13 is determined from the actual working angle center NGVTC at the time when the mechanism 201 for adjustable valve setting has failed, subtracted.
Der
im Block B16 berechnete Kurbelwinkel entspricht der Hälfte des
Arbeitswinkels des Einlassventils 105. Somit wird der berechnete
Kurbelwinkel im Block B17 mit einer Verstärkung von zwei multipliziert,
um den Arbeitswinkel zu berechnen, und anschließend im Block B18 der Arbeitswinkel
in die gesteuerte Variable (Drehwinkel der Steuerwelle 16) des
Mechanismus 112 für
verstellbaren Ventilhub umgesetzt und als die ausfallsicher gesteuerte
Variable FSVEL an den Block B2 ausgegeben.The crank angle calculated in block B16 corresponds to half the working angle of the intake valve 105 , Thus, in block B17, the calculated crank angle is multiplied by a gain of two to calculate the working angle and then in block B18 the working angle into the controlled variable (rotation angle of the control shaft 16 ) of the mechanism 112 implemented for adjustable valve lift and output as the fail-safe controlled variable FSVEL to the block B2.
Da
zur Zeit, wenn der Mechanismus 201 für verstellbare Ventileinstellung
ausgefallen ist, wie oben beschrieben vom Block B2 die ausfallsicher
gesteuerte Variable FSVEL als die sollgesteuerte Variable TGVEL
an den Mechanismus 112 für verstellbaren Ventilhub ausgegeben
wird, werden der Arbeitswinkel und die Hubhöhe in der Weise gesteuert,
dass die Öffnungseinstellung
IVO des Einlassventils 105 im Normalzustand zu dem Vorstellgrenzwert
IVOLadv in der Nähe
des oberen Totpunkts gemacht wird, während sie zur Zeit einer Verzögerung zu
dem Nachstellgrenzwert IVOLrtd gemacht wird, bei dem der Zylinderunterdruck
den vorgegebenen Wert nicht erreicht oder übersteigt.Because at the moment, when the mechanism 201 For adjustable valve timing, as described above, from block B2, the fail-safe controlled variable FSVEL is designated as the target controlled variable TGVEL to the mechanism 112 is output for variable valve lift, the working angle and the lift height are controlled in such a way that the opening adjustment IVO of the intake valve 105 is made normal to the advance limit value IVOLadv near the top dead center, while at the time of deceleration it is made to the adjustment limit value IVOLrtd at which the cylinder negative pressure does not reach or exceed the predetermined value.
12 zeigt
die ausfallsichere Steuerung durch den Mechanismus 112 für verstellbaren
Ventilhub zu der Zeit, wenn der Mechanismus 201 für verstellbare
Ventileinstellung ausgefallen ist. 12 shows the fail-safe control by the mechanism 112 for adjustable valve lift at the time when the mechanism 201 failed for adjustable valve adjustment.
Beispielsweise
ist in dem wie in (A) gezeigten Fall, in dem die Arbeitswinkelmitte
NGVTC zu der Zeit, wenn der Mechanismus 201 für verstellbare Ventileinstellung
ausgefallen ist, entweder bei ”a” oder bei ”b” positioniert
ist, der Vorstellgrenzwert der Ventilöffnungseinstellung IVO in dem
Bereich, in dem das Einlassventil den Kolben nicht stört, auf
der vorgestellten Seite des oberen Einlasstotpunkts ITDC. Wenn die
Ventilöffnungseinstellung
auf den Vorstellgrenzwert vorgestellt wird, wird aber die Menge
des verbleibenden verbrannten Gases wegen der Überlappung des Einlassventils
mit dem Auslassventil erhöht,
was die Verbrennungsstabilität
verschlechtert, so dass ein ausfallsicherer Betrieb sehr schwierig wird.
Somit kann dadurch, dass der Arbeitswinkel des Einlassventils 105 durch
den Mechanismus 112 für verstellbaren
Ventilhub in der Weise gesteuert wird, dass die Ventilöffnungseinstellung
IVO begrenzt auf den Vorstellgrenzwert IVOLadv vorgestellt wird,
die Menge des verbleibenden verbrannten Gases auf dem Referenzwert
oder darunter gehalten werden, während
die Störung
des Einlassventils mit dem Kolben verhindert wird, um eine zufrieden
stellende Verbrennungsstabilität
sicherzustellen und dadurch den ausfallsicheren Betrieb zu ermöglichen.
Es wird angemerkt, dass dadurch, dass die Ventilöffnungseinstellung auf den
Vorstellgrenzwert IVOLadv vorgestellt wird, die Hubhöhe so stark
wie möglich
erhöht werden
kann, um die Leistung sicherzustellen.For example, in the case shown in (A), in which the working angle center is NGVTC at the time when the mechanism 201 For the variable valve timing, positioned at either " a " or at " b ", the advance limit value of the valve opening timing IVO in the region where the intake valve does not disturb the piston is on the featured side of the intake top dead center ITDC. However, when the valve opening timing is advanced to the preset limit value, the amount of the remaining burned gas is increased due to the overlap of the intake valve with the exhaust valve, which deteriorates the combustion stability, so that fail-safe operation becomes very difficult. Thus, it may be that the working angle of the intake valve 105 through the mechanism 112 is controlled for variable valve lift such that the valve opening setting IVO is limited to the preset limit value IVOLadv, the amount of remaining burned gas is maintained at or below the reference value, while the failure of the intake valve with the piston is prevented from being satisfactory To ensure combustion stability and thereby enable the fail-safe operation. It is noted that by introducing the valve opening setting to the preset limit value IVOLadv, the lift height can be increased as much as possible to ensure the performance.
Wie
in (B) gezeigt ist, ist dagegen die Sollhubhöhe des Einlassventils 105 zur
Zeit einer Verzögerung
recht klein eingestellt. Wenn allerdings der Arbeitswinkelmittelpunkt
NGVTC zu der Zeit, wenn der Mechanismus 201 für verstellbare
Ventileinstellung ausgefallen ist, auf der nachgestellten Seite
ist, ist die Ventilöffnungseinstellung
IVO zu stark nachgestellt, was den Zylinderunterdruck erhöht und dadurch
zur Möglichkeit
des Motorölverlusts
führt.
Somit kann dadurch, dass die Ventilöffnungseinstellung IVO durch
den Mechanismus 112 für
verstellbaren Ventilhub zwangsläufig
auf den Nachstellgrenzwert IVOLrtd vorgestellt wird, der Zylinderunterdruck
auf dem vorgegebenen Wert oder darunter gehalten werden, während die
Störung
des Einlassventils mit dem Kolben verhindert wird, um den Motorölverlust
zuverlässig
zu verhindern und dadurch den ausfallsicheren Betrieb zu ermöglichen.On the other hand, as shown in (B), the target is lift height of the intake valve 105 set quite small at the time of a delay. However, if the working angle center NGVTC at the time when the mechanism 201 For adjustable valve timing, on the trailing side, the IVO valve setting is over adjusted, which increases the cylinder vacuum, thereby leading to the possibility of engine oil loss. Thus, the valve opening adjustment IVO can be controlled by the mechanism 112 For variable valve lift is forcibly introduced to the IVOLrtd reset limit value, the cylinder negative pressure to be kept at the predetermined value or below, while preventing the failure of the intake valve with the piston to reliably prevent the engine oil loss, thereby enabling the fail-safe operation.
Nachfolgend
werden die Blöcke
zum Einstellen der ausfallsicher gesteuerten Variable des Mechanismus 201 für verstellbare
Ventileinstellung zu der Zeit beschrieben, wenn der Mechanismus 112 für verstellbaren
Ventilhub ausgefallen ist.The following are the blocks for setting the fail-safe controlled variable of the mechanism 201 described for adjustable valve timing at the time when the mechanism 112 failed for adjustable valve lift.
Im
Block B19 wird der durch den Drehwinkelsensor 127 erfasste
tatsächliche
Drehwinkel REVEL der Steuerwelle 16 in den tatsächlichen
Arbeitswinkel REEVENT des Einlassventils 105 umgesetzt.In block B19 is the by the rotation angle sensor 127 detected actual rotation angle REVEL of the control shaft 16 in the actual working angle REEVENT of the inlet valve 105 implemented.
Im
Block B20 wird der tatsächliche
Arbeitswinkel REEVENT mit einer Verstärkung von einhalb multipliziert,
um den Kurbelwinkel von dem tatsächlichen
Arbeitswinkelmittelpunkt bis zu der tatsächlichen Ventilöffnungseinstellung
zu berechnen.in the
Block B20 becomes the actual
Working angle REEVENT multiplied by a gain of one-half,
around the crank angle from the actual one
Working angle center to the actual valve opening setting
to calculate.
Im
Block B21 wird der berechnete Wert mit der Ventilöffnungseinstellung
IVO (Vorstellgrenzwert IVOLadv oder Nachstellgrenzwert IVOLrtd)
vom Block B13 addiert, um einen Sollwert (Kurbelwinkelstellung)
des Arbeitswinkelmittelpunkts zu berechnen, der der Sollventilöffnungseinstellung
entspricht.in the
Block B21 becomes the calculated value with the valve opening setting
IVO (preset limit IVOLadv or adjustment limit IVOLrtd)
from block B13 adds a setpoint (crank angle position)
of the working angle center, that of the target valve opening setting
equivalent.
Im
Block B22 wird der Arbeitswinkelmittelpunkt VTC0 in dem Zustand,
in dem der Betrieb des Mechanismus 201 für verstellbare
Ventileinstellung vom Block B15 anhält, von dem Sollwert des Arbeitswinkelmittelpunkts
subtrahiert, um eine gesteuerte Variable des Mechanismus 201 für verstellbare
Ventileinstellung als einen negativen Wert (Vorstellungsbetrag)
zu berechnen, und diese gesteuerte Variable als die ausfallsicher
gesteuerte Variable FSVTC an den Block B4 ausgegeben.In block B22, the working angle center VTC0 in the state in which the operation of the mechanism 201 for adjustable valve timing from block B15 subtracted from the setpoint of the working angle midpoint to provide a controlled variable of the mechanism 201 for adjustable valve timing as a negative value (imaginary amount), and outputs this controlled variable as the fail-safe controlled variable FSVTC to the block B4.
Zu
der Zeit, zu der der Mechanismus 112 für verstellbaren Ventilhub ausgefallen
ist, wird wie oben beschrieben vom Block B4 die ausfallsicher gesteuerte
Variable FSVTC als die sollgesteuerte Variable TGVTC an den Mechanismus 201 für verstellbare Ventileinstellung
ausgegeben. Somit wird die Ventileinstellung in der Weise gesteuert,
dass die Öffnungseinstellung
IVO des Einlassventils 105 in dem Normalzustand (keine
Verzögerung)
zu dem Vorstellgrenzwert IVOLadv in der Nähe des oberen Totpunkts gemacht
wird, während
sie zur Zeit einer Verzögerung
zu dem Nachstellgrenzwert IVOLrtd gemacht wird, bei dem der Zylinderunterdruck
den vorgegebenen Wert nicht erreicht oder übersteigt.At the time, to which the mechanism 112 For adjustable valve lift, as described above, from block B4, the fail-safe controlled variable FSVTC is sent to the mechanism as the target controlled variable TGVTC 201 output for adjustable valve setting. Thus, the valve timing is controlled such that the opening setting IVO of the intake valve 105 in the normal state (no deceleration) is made to the advance limit value IVOLadv near the top dead center, while at the time of deceleration it is made to the adjustment limit value IVOLrtd at which the cylinder negative pressure does not reach or exceed the predetermined value.
13 zeigt
die ausfallsichere Steuerung durch den Mechanismus 201 für verstellbare
Ventileinstellung zu der Zeit, wenn der Mechanismus 112 für verstellbaren
Ventilhub ausgefallen ist. 13 shows the fail-safe control by the mechanism 201 for adjustable valve timing at the time when the mechanism 112 failed for adjustable valve lift.
Beispielsweise
ist in dem wie in (A) gezeigten Fall, in dem der Arbeitswinkel zu
der Zeit, wenn der Mechanismus 201 für verstellbare Ventileinstellung
ausgefallen ist, entweder bei ”a” oder bei ”b” positioniert
ist, der Vorstellgrenzwert der Ventilöffnungseinstellung IVO in dem
Bereich, in dem das Einlassventil den Kolben nicht stört, auf
der vorgestellten Seite des oberen Einlasstotpunkts ITDC. Wenn die Ventilöffnungseinstellung
auf den Vorstellgrenzwert vorgestellt wird, wird aber die Menge
des verbleibenden verbrannten Gases wegen der Überlappung des Einlassventils
mit dem Auslassventil erhöht,
was die Verbrennungsstabilität
verschlechtert, so dass ein ausfallsicherer Betrieb sehr schwierig
wird. Somit kann dadurch, dass die Ventileinstellung des Einlassventils 105 durch
den Mechanismus 201 für
verstellbare Ventileinstellung in der Weise gesteuert wird, dass
die Ventilöffnungseinstellung
IVO begrenzt auf den Vorstellgrenzwert IVOLadv vorgestellt wird,
die Menge des verbleibenden verbrannten Gases auf dem Referenzwert
oder darunter gehalten werden, während
die Störung
des Einlassventils mit dem Kolben verhindert wird, um eine zufrieden
stellende Verbrennungsstabilität
sicherzustellen und dadurch den ausfallsicheren Betrieb zu ermöglichen.For example, in the case shown in (A), in which the working angle at the time when the mechanism is 201 For the variable valve timing, positioned at either " a " or at " b ", the advance limit value of the valve opening timing IVO in the region where the intake valve does not disturb the piston is on the featured side of the intake top dead center ITDC. However, when the valve opening timing is advanced to the preset limit value, the amount of the remaining burned gas is increased due to the overlap of the intake valve with the exhaust valve, which deteriorates the combustion stability, so that fail-safe operation becomes very difficult. Thus, the fact that the valve setting of the intake valve 105 through the mechanism 201 is controlled for variable valve timing such that the valve opening setting IVO is limited to the preset limit value IVOLadv, the amount of remaining burned gas is maintained at or below the reference value, while the failure of the intake valve with the piston is prevented to a satisfactory To ensure combustion stability and thereby enable the fail-safe operation.
Wie
in (B) gezeigt ist, ist dagegen die Sollhubhöhe des Einlassventils 105 zur
Zeit einer Verzögerung
recht klein eingestellt. Wenn allerdings der Arbeitswinkelmittelpunkt
NGVTC zu der Zeit, wenn der Mechanismus 201 für verstellbare
Ventileinstellung ausgefallen ist, auf der nachgestellten Seite
ist, ist die Ventilöffnungseinstellung
IVO zu stark nachgestellt, was den Zylinderunterdruck erhöht und dadurch
zur Möglichkeit
des Motorölverlusts
führt.
Somit kann dadurch, dass die Ventilöffnungseinstellung IVO durch
den Mechanismus 112 für
verstellbaren Ventilhub zwangsläufig
auf den Nachstellgrenzwert IVOLrtd vorgestellt wird, der Zylinderunterdruck
auf dem vorgegebenen Wert oder darunter gehalten werden, während die
Störung
des Einlassventils mit dem Kolben verhindert wird, um den Motorölverlust
zuverlässig
zu verhindern und dadurch den ausfallsicheren Betrieb zu ermöglichen.On the other hand, as shown in (B), the target lift amount of the intake valve is 105 set quite small at the time of a delay. However, if the working angle center NGVTC at the time when the mechanism 201 For adjustable valve timing, on the trailing side, the IVO valve setting is over adjusted, which increases the cylinder vacuum, thereby leading to the possibility of engine oil loss. Thus, the valve opening adjustment IVO can be controlled by the mechanism 112 For variable valve lift is forcibly introduced to the IVOLrtd reset limit value, the cylinder negative pressure to be kept at the predetermined value or below, while preventing the failure of the intake valve with the piston to reliably prevent the engine oil loss, thereby enabling the fail-safe operation.
